Многоканальный коммутатор электрических сигналов Советский патент 1982 года по МПК H03K17/687 

(54) МНОГОКАНХЛЬНЫЙ КОММУТАТОР ЭЛЕКТГ IMiZCKIlX

СИГНАЛОВ

1

Изобретение относится к электронной технике, а более конкретно к электронной коммутационной технике, и может быть использовано, например, для коммутаппи электрических сигналов в режиме медленного сканирования.

Известен кoм ryтaтop электрических сигналов, содержащий ПЗС-регистр с параллельным вводом информации в каждый разряд, каждый разряд ПЗС-регистра содержит два МДП-з атвора и входной диод, вывод которого подключен к входной шине коммутатора электр1 ческих сигналов, управляющие выводы ПЗС-регистра соединены с шинами управления, а выходной вывод ПЗС-регистра соединен с выходной шиной комк утатора электрических сигна- прв 1 .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является многоканальный коммутатор электрических сигналов, содержащий общий для всех каналов коммутации ПЗС-регистр с плаваю-, щей диффузионной областью в каждом разряде, а каждый канал коммутации содержит первый и второй МДП-транзисторы и предусилитель, управляющие выводы ПЗС-регистра нодключеш к шинам управления многоканального коммутатора электрических сигналов Г2 .

К недостаткам известных устройств относят надеясгость функционирования. Это связано с тем, что в результате термогенерации или радиационного из10лучения в потенциальных ямах П3(3-регистра происходит наконление паразитного заряда неосновных носителей, Ч1о вместе с потерями заряда в процессе переноса по регистру ведет к деградации

15 заряда сигнала.

Цель изобретеш1я - повыщение надежности функционирования.

Указанная цель достигается тем. что в мз1огоканальном коммутаторе электричес 0KICX сигналов, содержащем для всех каналов коммутации ПЗС-регистр с плавающей ди({х{)узио1шой областью в каждом разряде, а кажлый канал коммутации со391держит первый и второй МДП-транзисторы и предусилитель, управляющие выводы ПЗС-регистра подключены к шииам управления многоканального коммутатора электрических сигналов, гшавающая диффузионная область разряда ПЗС%-регист- ра расположена под электродом переноса заряда ПЗС-регистра, вход предусилителя к-ого канала коммутации соединен с выводом плавающей диффузионной области к-ого разряда ПЗС-регистра, в каждом канале коммутацт выход предусилителя подключен к затвору первого МДП-транзистора, истоки всех первых МДП-транзисторов соединены с входными Ш1шами многоканального коммутатора электр1гческих сигналов, а их стоки объедик:ены и подключены к выходной шине многоканаль ного коммутатора.электрических сигналов сток второго МДП-транзистора первого ка нала коммутации, затвор которого подклю чен к -шине источника смещения, соединен с общей шиной, в остальных каналах коммутации затвор второго МДП-транзистора соединен с выходом предусилител:я, а .стоки вторых МДП-транзисторов объединены и подключены к шине источника питания, истоки всех вторых МДП-тран зистороБ объединены и соединены с выводом входного затвора ПЗС-регистра. На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства. Многоканалыш1Й коммутатор электрических сигналов содержит ПЗС-регистр 1 (например, трехфазный) с выводам 2 плавающих диффузионных областей, выводом 3 входного затвора и управхгяющимк выводами, которые подетпочены к шикам 4 управления. Каждый канал коммутации содержит предусилитель 5, первый 6 и второй 7 МДП-транзисторы. Истоки первых МДП-транзисторов соединенъ с зходHbiMVi шинами 8, а стоки этих транзисторов объединены и подключены к зыходной шине 9, Затвор второго МДП-треа-хзистора 7 первого канала ком7у1утации подключен к шине 10 источника смешения, а объединенные стоки всех вторых МДП-транзис-то ров, кроме второго МДП-транзистора первого канала коммутации, соединены с шиной 11 источника питания, Предусилители подключены к шине 1 2 источника, питания Принцип действия многоканального ком мутатора электрических сигналов основан на перемещении по ПЗО-регистру, состоящему из п разрядов, (h -1) полкъгх: едн ниц - потенциальных ям, заполненных зарядом неосновных носителей, и одного ну ля - пустой потенциальной ямы. В зависимости от того, присутствует в разряде нуль пли единица, поверхностный потегщиал под электродом переноса заряда и, следовательно, потенциал расположенной, под ним плавающей диффузионной области становятся .значительно выше или ниже порогового напряжения МДП-структуры. еремещениенуля по ПЗС-регистру осуществляется подачей определенных управляющих сигналов на шины 4 управления и приводит к последовательному открыванию первых МДП-транзисторов 6 и, следовательно, к последовательному считыванию внешним устройством, подключенным к выходной шине 9, сигнала с соответствуюей входной щины 8. Если в ПЗС-регистре присутствует хотя бы один нуль, один из вторых МДПтранзисторов 7 открывается, и потенциал на выводе 3 входного затвора ПЗС-регистра становится выше порогового напряжения МДП-структуры. В- этом случае на каждом такте сканирования в ПЗС-ре- гисггр записывается очередная полная единица. Когда во всех разрядах ПЗС-регистра будут записаны ед1шицы, все вторые МДП-транзисторы 7 закрываются, потенциал вывода 3 входного затвора при этом становится близким к нулю, т.е. в ПЗС-регистр записывается нуль, после чего цикл записи единиц повторяется. Полояштельный эффект предлагаемого устройства обуслоЕлен тем, что при деградации нуля (например, всле/дствие ра- дигщионного излучения) режим работы ПЗС-регистра самовосстанавпивается, так .как второй МДП-транзистор 7 разряда, в котором произошла деградация, закрывается, В других разрядах ПЗС-реГи- стра уже присутствуют единицы. В результате потенциал вывода 3 входного затвора ПЗС- регистра становится ниже порогового напряжения МДП-структуры, н в ПЗС-регистр записывается нуль. Кроме TorOj вероятность деградации нуля в предлагаемом устройстве ниже, чем в изЕЮСтных, так как все потенциальные ямы ПЗС-регистра, за исключением одной, заполнены зарядом неосновных носителей. Многоканальный коммутатор электрических сигналов может быть выполнен на общ.ей полупроводниковой подложке в едином технологическом цикле. Формула изобретения Многоканальный коммутатор электрических сигналов, содержащий общий для всех каналов коммутации ПЗС-регистр с плавающей диффузионной областью в каждом разряде, а каждый канал коммутации содержит первый и второй АЩП-транзисторы и предусилитель, управляющие вывод ПЗС-регистра подключены К шинам управления многоканального коммутатора электрических сигналов, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности функционирования, плавающая диффузионная область каждого разряда ПЗСрегистра расположена под электродом переноса заряда ПЗС-регистра, вход предусилителя к-ого канала коммутации соединен с выводом плавающей диффузионной области к-ого разряда ПЗС-регистра, в каждом канале коммутации предусилителя подключен к затвору первого МДП-транзистора, истоки всех первых МДП- транзисторов соединены с входными шинами многоканального коммутатора электрических сигналов, а их стоки объединены и подключены к выходной шине многоканального коммутатора электрических сигналов, сток второго МДП-транзистора первого канала коммутации, затвор которого подключен к шине источника смещения, соединен с общей шиной, в остальных каналах коммутации затвор второго МДП-транзистора соединен с выходом предусилителя, а стоки вторых МДПтранзисторов объединены и подключены к шине источника питания, истоки всех вторых МДП-транзисторов объединены и соединены с выводом входного затвора ПЗС-регистра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Стикл М. и др. Применение приборов с зарядовой связью для регистрации ИК-сигналов и форм1фования изображений. ТИИЭР, № 1, 1975, с. 84. 2.тпе Ргос,3nternai onae toneertnсе on ccD. San Diecgo , October,-1975,p.4Q.